Badając próbki Księżyca z basenu Aitken na drugim biegunie, badacze odkryli kluczowe różnice w aktywności wulkanicznej i cechach skorupy ziemskiej pomiędzy obiema stronami Księżyca.
Te nowe odkrycia dostarczają wglądu w przeszłość geologiczną Księżyca i udoskonalają metody datowania kraterów księżycowych.
Badanie odległej strony Księżyca
Księżyc wykazuje uderzającą globalną dychotomię, a jego bliższa i dalsza strona różnią się geomorfologią, topografią, składem chemicznym, grubością skorupy ziemskiej i aktywnością wulkaniczną.
Aby głębiej przyjrzeć się temu kontrastowi, profesor Yigang Xu i jego zespół z Instytutu Geochemii Chińskiej Akademii Nauk w Kantonie zbadali próbki gleby księżycowej pobrane z basenu Bieguna Południowego-Aitken (SPA) po drugiej stronie. Próbki te zostały pobrane podczas misji Chang’e-6.
Ich ustalenia zostały opublikowane w Nauka 15 listopada.
Spostrzeżenia z próbek misji Chang’e-6
„Próbki zwrócone przez Chang’e-6 stanowią najlepszą okazję do zbadania globalnej dychotomii Księżyca” – zauważył profesor Xu.
Aktywność wulkaniczna ukształtowała znaczną część powierzchni Księżyca, a strumienie lawy utworzyły skały zwane bazaltami klaczy. Jest ich znacznie więcej po bliższej stronie, gdzie zajmują około 30% powierzchni, w porównaniu do zaledwie 2% po dalszej stronie. Aby w pełni zrozumieć tę dychotomię, konieczne jest zbadanie próbek po obu stronach Księżyca.
Gleby księżycowe Chang’e-6 zawierają dwa rodzaje bazaltów klaczy: o niskiej zawartości Ti i o bardzo niskiej zawartości Ti (VLT). Dominujący bazalt o niskiej zawartości Ti reprezentuje lokalną jednostkę bazaltu wokół miejsca lądowania, podczas gdy bazalt VLT prawdopodobnie pochodził z jednostki położonej na wschód od miejsca lądowania (rysunek 1B).
Zaawansowane techniki randkowe ujawniają nowe spostrzeżenia
Bardzo precyzyjne datowanie Pb-Pb minerałów zawierających Zr i datowanie Rb-Sr plagioklazów oraz późnego etapu mesostazy bazaltu o niskiej zawartości Ti daje spójne wieki iochronowe wynoszące 2,83 Ga (ryc. 2), wskazując, że „młody magmatyzm również wychodzi po drugiej stronie Księżyca” – wynika z badania.
W porównaniu z próbkami z bliskiej strony zwróconymi przez misje Apollo i Chang’e-5, bazalt Chang’e-6 o niskiej zawartości Ti ma niską wartość μ i 87senior/86Sr i bardzo wysokie εNd wartość (ryc. 3), co sugeruje bardzo wyczerpane źródło płaszcza.
Sugerowano, że grubość skorupy jest kluczowym czynnikiem wyjaśniającym asymetrię w obfitości wulkanizmu pomiędzy bliższą i dalszą stroną Księżyca. Jednak model ten został zakwestionowany, ponieważ basen SPA po drugiej stronie, który ma nietypowo cienką skorupę, wydaje się głęboki i znacznie niedopełniony przez wulkan.
Skład płaszcza i aktywność wulkaniczna
Na podstawie badań bazaltu o niskiej zawartości Ti Chang’e-6 zespół Xu zasugerował, że skład źródła płaszcza jest kolejnym ważnym czynnikiem kontrolującym powstawanie księżycowej aktywności wulkanicznej.
„Chociaż basen SPA ma cienką skorupę, wyczerpane i ogniotrwałe źródło płaszcza pod basenem SPA w dużym stopniu utrudnia częściowe stopienie” – powiedział Xu.
Implikacje dla chronologii Księżyca i statystyk kraterów
Praca ta zapewnia również dodatkowy punkt kalibracji przy 2,83 Ga dla chronologii kraterów Księżyca i implikuje stały strumień uderzenia po 2,83 Ga. Ten nowo skalibrowany model chronologii ulepsza narzędzie do szacowania wieku w oparciu o statystyki kraterów zarówno dla Księżyca, jak i innych ciał ziemskich, oraz ma również dodatkowe implikacje dla ewolucji impaktorów księżycowych, potencjalnie związane z wczesną migracją planet we wczesnym Układzie Słonecznym.
Odniesienie: „Próbka niewidocznej strony Księżyca odzyskana przez Chang’e-6 zawiera bazalt liczący 2,83 miliarda lat” autorstwa Zexian Cui, Qing Yang, Yan-Qiang Zhang, Chenyuan Wang, Haiyang Xian, Zhiming Chen, Zhiyong Xiao , Yuqi Qian, James W. HeadIII, Clive R. Neal, Long Xiao, Fanglu Luo, Jinyou Chen, Pengli He, Yonghua Cao, Qin Zhou, Fangfang Huang, Linli Chen, Bo Wei, Jintuan Wang, Ya-Nan Yang, Shan Li, Yiping Yang, Xiaoju Lin, Jianxi Zhu, Le Zhang i Yi-Gang Xu, 15 lat listopad 2024, Nauka.
DOI: 10.1126/science.adt1093
Prace te były wspierane finansowo przez Chińską Akademię Nauk i program badań księżycowych GIGCAS.
